CN105657390B - 一种投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影仪，其包括，信号输入单元，用以接收图像信息；光学成像单元、图像输出单元、识别单元以及对所述被投射面的信息进行处理，当被投射面为平面时，所述处理单元不处理图像信息；当被投射面为非平面时，所述处理单元处理图像信息使得经图像输出单元投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像的处理单元。投影仪的使用者可以根据投影仪的设置状况很容易地变更前端摄影的角度，而，识别单元和处理单元的独特设置使得成像不再仅仅受制于平整的成像面，提高了整体的操作性。

Description

一种投影仪

技术领域

本发明涉及影像处理技术领域，特别涉及一种投影仪。

背景技术

投影仪是一种用来放大显示图像的投影装置，目前已经广泛应用于会议室演示及家庭中通过连接DVD影碟机等设备在大屏幕上观看电影。在电影院，也已取代老电影胶片的数码影院放映机，被用作面向硬盘数字数据的银幕。

投影仪显示图像的原理是先将光线照射到图像显示元件上来产生影像，然后通过镜头进行投影。投影仪的图像显示元件包括利用透光产生图像的透过型和利用反射光产生图像的反射型。无论哪一种类型，都是将投影灯的光线分成红、绿、蓝3色，再产生各种颜色的图像。因为元件本身只能进行单色显示，因此就要利用3枚元件分别生成3色成分。然后再通过棱镜将这3色图像合成为1个图像，最后通过镜头投影到屏幕上。使用图像显示元件，分别产生红、绿、蓝3色图像，然后通过合成进行投影。

图像显示元件包括3类，其中采用液晶的有2类：采用光透过型液晶的透过型液晶元件和采用可反射光的反射型液晶元件。后一种元件是DMD(数字微镜元件)，每个像素使用一个微镜，通过改变反射光的方向来生成图像。

透过型液晶元件生成图像的原理与已经广泛用作普通电脑显示屏的液晶显示器相同。在日本，精工爱普生和索尼两公司已经开始提供这种元件。投影仪用的液晶元件是用高温多晶硅液晶制造的。因为它不同于普通液晶显示器，通过将小像素生成的图像放大至数百倍后进行投影，因此，极其微小的缺陷放大后都会非常明显，在制造的时候需要相当高的精度。透过型液晶元件的工作原理与液晶显示器完全相同。液晶分子在加电后方向就会改变，由液晶分子的方向来调节是否让光线通过，以此显示白色和黑色。

目前市场上的投影仪，前端支撑端大都为固定式，不利于调节投射角度，且其投射成像受映射面平整度影响较大。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有投影仪中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明其中一个目的是提供一种投影仪。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种投影仪，包括，信号输入单元，用以接收图像信息；光学成像单元，按照所输入的图像信息对从光源射出的光进行调制而形成光学像；图像输出单元，输出上述图像信息；还包括，识别单元，用以采集被投射面的信息，得到自识别单元至所述被投射面的距离数据信息并反馈至处理单元；以及，处理单元，对所述被投射面的信息进行处理，当被投射面为平面时，所述处理单元不处理图像信息；当被投射面为非平面时，所述处理单元处理图像信息使得经图像输出单元投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像；还包括设置在投影仪底部的切换装置，所述切换装置能切换投影仪投影的高低位置。

作为本发明所述投影仪的一种优选方案，其中：所述识别单元包括信号发射部件和信号接收部件，所述信号发射部件发射特定频率的信号，信号接收部件接收所述特定频率的信号，当识别方向遇到障碍物时，信号反射回来被所述信号接收部件接收，经过处理之后反馈到所述处理单元。

作为本发明所述投影仪的一种优选方案，其中：所述处理单元对图像信息进行网格化矩阵划分区域，以D²像素为一个矩阵单元，区分为N个像素矩阵单元，由于投影仪总的像素值固定的，根据“近大远小”的视觉原理，在N个像素矩阵单元中，每个测距的距离数值，距离越远的像素矩阵面积越小，距离越近的像素矩阵面积越大，最近距离与最远距离的平均值不做像素改变，像素矩阵单元的修正值就等于实际距离除以[(最大距离+最小距离)再除以2]，再乘以D，就是最终的处理矩阵像素值，经投影仪图像输出单元输出上述图像信息，即使得投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像。

作为本发明所述投影仪的一种优选方案，其中：还包括设置在投影仪前端底部的切换装置，所述切换装置能够切换投影仪投影的高低位置。

作为本发明所述投影仪的一种优选方案，其中：所述切换装置，其包括设置在投影仪下部的空心圆柱体的切换上管、活动连接在切换上管中的切换支脚和切换传动组件，所述切换支脚设置在切换上管中能够上下伸缩，所述切换传动组件能够控制切换支脚将所述投影仪稳定在不同高度的位置。

作为本发明所述投影仪的一种优选方案，其中：所述切换传动组件包括高位齿管、切换齿管、按压齿管和高位弹簧；所述高位齿管为区分为上部空间和下部空间的空心圆柱体，其中，上部空间的内径大于下部空间的内径，如此，内径不同的上部空间和下部空间的连接处，即形成了接触部，所述接触部沿圆周设置若干个尖端向上的M形凸起高位齿，M形的高位齿四条边中不相邻的两条竖直向上，为直边，另外两条边与竖直的两边形成的夹角为60°～80°，为斜边，下部空间的内表面设置有上下通透的切换长槽，相邻的切换长槽之间间隔至少一个M形的高位齿。

作为本发明所述投影仪的一种优选方案，其中：所述切换齿管为空心圆柱体，切换齿管外表面设置有与切换长槽相配合的导向条，切换齿管下端沿圆周设置若干个首尾相连V形凸起状的切换齿，一个切换齿包括两个相邻相交的折面，导向条的顶面是导向斜面，且两个相邻的导向条之间至少间隔一个切换齿。

作为本发明所述投影仪的一种优选方案，其中：所述按压齿管为带有凸起的驱动条的圆柱体，所述驱动条上端为倒V形尖端的驱动齿，驱动条与高位齿管的切换长槽相配合。

作为本发明所述投影仪的一种优选方案，其中：所述高位齿管固定在切换装置的切换上管内的投影仪底部上，按压齿管下端固定连接在切换支脚内的底端，切换齿管通过一个贯穿部件同轴活动连接在按压齿管内部底端，切换齿管下端与按压齿管上端的距离活动连接在1～2mm，且切换齿管能够绕该贯穿部件自由转动。

作为本发明所述投影仪的一种优选方案，其中：所述高位齿管和按压齿管能够在高位齿管的内孔里上下活动，高位弹簧设置在切换支脚和切换上管之间；按压一次切换装置，高位齿管会卡住切换齿管，投影仪处于低位置状态，再按压一次切换装置，高位齿管放开切换齿管，受高位弹簧的作用投影仪上升一端距离，装置处于高位置状态。

本发明的有益效果在于：根椐此种结构，投影仪具备了高低位的切换功能，因此，更有利于投射角度的调整。投影仪的使用者可以根据投影仪的设置状况很容易地变更前端摄影的角度，而，识别单元和处理单元的独特设置使得成像不再仅仅受制于平整的成像面，提高了整体的操作性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明所述投影仪整体结构示意图，图中为展示出各个结构单元故去掉部分外壳；

图2为本发明所述投影仪中识别单元的结构示意图；

图3为本发明所述投影仪中光学成像单元和图像输出单元的结构示意图；

图4为本发明所述投影仪整体结构示意图；

图5为本发明所述投影仪从底部视角的整体结构示意图；

图6为本发明所述投影仪中高位齿管的结构示意图；

图7为本发明所述投影仪中高位齿管的内部剖断结构示意图；

图8为本发明所述投影仪中切换齿管的结构示意图；

图9为本发明所述投影仪中按压齿管的结构示意图；

图10为本发明所述投影仪中切换装置在低位结构示意图；

图11为本发明所述投影仪中切换装置在高位结构示意图；

图12为本发明所述投影仪中切换装置内部爆炸结构示意图；

图13为本发明所述投影仪中切换装置内部结构及其剖视示意图；

图14为本发明所述投影仪中切换装置的按压齿管和切换齿管配合的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

如图1所示，一个实施例中的投影仪包括，信号输入单元100、光学成像单元200、图像输出单元300、识别单元400和处理单元500。

信号输入单元100为多功能的连接装置，用以接收外部多媒体电器如电脑、电视、手机和各种播放器输出的图像等多媒体信息，包含USB、HDMI、Micro-USB、AV接口、RF射频输入接口、VGA接口端口和S-video等；识别单元400，用以采集被投射面的信息，得到自识别单元至所述被投射面的距离数据信息并反馈至处理单元；处理单元500，对所述被投射面的信息进行处理，当被投射面为平面时，处理单元不处理图像信息；当被投射面为非平面时，处理单元处理图像信息使得经图像输出单元投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像。

如图2所示，识别单元400包括信号发射部件401、信号接收部件402、识别信号处理集成电路板403和识别信号驱动板404，信号发射部件401包括摄像头401a和红外传感器401b,摄像头401a对投影目标去进行拍照，红外传感器401b发射特定频率的信号，信号接收部件402接收经过投影目标区反射回来的特定频率信号，摄像头401a的拍照数据和信号接收部件402接受到的红外数据经过识别信号处理集成电路板403处理成数字信号，通过识别信号驱动板404传输到处理单元500。

如图3所示，图像输出单元300为带有防尘玻璃的投射凸透镜镜头。

光学成像单元200，包括灯光驱动电路板201、成像驱动散热块201a、成像驱动散热风扇201a、金属卤化物灯202、第一反射镜203、红色分色镜204a、绿色分色镜204b、红色反射镜205a、绿色第一反射镜205b、绿色第二反射镜205c、红色液晶面板206a、蓝色液晶面板206b、绿色液晶面板206c和棱镜207。

成像驱动散热块201a和成像驱动散热风扇201a对灯光驱动电路板201和金属卤化物灯202产生的热量进行散热处理，以保证其工作的正常运行,灯光驱动电路板201将处理单元500输送来的多媒体数据转化为灯光信号通过金属卤化物灯202用光信号发送出来，光信号遇到与金属卤化物灯202呈45°设置的第一反射镜203，第一反射镜203将光信号由横向转为纵向输送，红色分色镜204a在第一反射镜203前方且与第一反射镜203垂直，所以红色分色镜204a也是与横向呈45°方向设置，光信号到达红色分色镜204a，光信号中的红色光信号穿越红色分色镜204a继续向前输送，光信号中的蓝色光信号和绿色光信号则无法穿过红色分色镜204a，且被红色分色镜204a反射由纵向向前转变为与金属卤化物灯202射向相反的横向方向输送，红色反射镜205a设在红色分色镜204a纵向前部且与其平行，红色液晶面板206a设置在红色反射镜205a横向前部竖直状，所以，红色光信号达到并被红色反射镜205a转变为横向输送，红色光信号继续输送到红色液晶面板206a上。

绿色分色镜204b设置在红色分色镜204a横向前方，且与红色分色镜204a平行，绿色第一反射镜205b设置在绿色分色镜204b横向前方，且与绿色分色镜204b平行，绿色第二反射镜205c设置在绿色第一反射镜205b纵向前方，且与绿色第一反射镜205b垂直，蓝色液晶面板206b水平状设置在绿色分色镜204b纵向前方，绿色液晶面板206c竖直状设置在绿色第二反射镜205c横向前方，红色液晶面板206a、蓝色液晶面板206b和绿色液晶面板206c围成一个“U”形，棱镜207设置在“U”形中，图像输出单元300设置在“U”形开口一面。

蓝色光信号和绿色光信号输送到绿色分色镜204b上，蓝色光信号无法穿透被反射后沿纵向向前输送到蓝色液晶面板206b上，绿色光信号穿透绿色分色镜204b，然后分别经过绿色第一反射镜205b和绿色第二反射镜205c的反射，输送至绿色液晶面板206c，红色光信号、蓝色光信号和绿色光信号通过棱镜207整合到图像输出单元300以图像的形式投射出去。

如图4和5所示，处理单元500包括主板模块501、驱动模块502、电源模块503、散热模块504和散热风扇505，电源模块503通过外部电源为投影仪提供需要的电压电源，散热模块504和散热风扇505为处理单元500散热，主板模块501和驱动模块502组成一个可以处理多媒体文件的功能部件。其能够对被投射面的信息进行处理，当被投射面为平面时，处理单元500不处理图像信息；当被投射面为非平面时，处理单元500处理图像信息使得经图像输出单元300投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像。

信号输入单元100将外部多媒体电器如电脑、电视、手机和各种播放器输出的图像等多媒体信息传输给处理单元500。

识别单元400的摄像头401a对投影目标去进行拍照，红外传感器401b发射特定频率的信号，信号接收部件402接收经过投影目标区反射回来的特定频率信号，摄像头401a的拍照数据和信号接收部件402接受到的红外数据经过识别信号处理集成电路板403处理成数字信号，通过识别信号驱动板404传输到处理单元500，处理单元500将信息进行网格化矩阵划分区域，以D²像素为一个矩阵单元，区分为N个像素矩阵单元，由于投影仪总的像素值固定的，根据“近大远小”的视觉原理，在N个像素矩阵单元中，每个测距的距离数值，距离越远的像素矩阵面积越小，距离越近的像素矩阵面积越大，最近距离与最远距离的平均值不做像素改变，像素矩阵单元的修正值就等于实际距离除以[(最大距离+最小距离)再除以2]，再乘以D，就是最终的处理矩阵像素值，经处理单元500处理后的图像数据输送给光学成像单元200，在此，N为自然数。

成像驱动散热块201a和成像驱动散热风扇201a对灯光驱动电路板201和金属卤化物灯202产生的热量进行散热处理，以保证其工作的正常运行,灯光驱动电路板201将处理单元500输送来的多媒体数据转化为灯光信号通过金属卤化物灯202用光信号发送出来，光信号遇到第一反射镜203，第一反射镜203将光信号由横向转为纵向输送，光信号到达红色分色镜204a，光信号中的红色光信号穿越红色分色镜204a继续向前输送，光信号中的蓝色光信号和绿色光信号则无法穿过红色分色镜204a，且被红色分色镜204a反射由纵向向前转变为与金属卤化物灯202射向相反的横向方向输送，红色光信号达到并被红色反射镜205a转变为横向输送，红色光信号继续输送到红色液晶面板206a上。

蓝色光信号和绿色光信号输送到绿色分色镜204b上，蓝色光信号无法穿透被反射后沿纵向向前输送到蓝色液晶面板206b上，绿色光信号穿透绿色分色镜204b，然后分别经过绿色第一反射镜205b和绿色第二反射镜205c的反射，输送至绿色液晶面板206c，红色光信号、蓝色光信号和绿色光信号通过棱镜207整合到图像输出单元300以图像的形式投射出去，即使得投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像。

具体的，在这一实施方式中，投影仪常规投影像素为1024*768，根据需要解决的技术问题，即把视频映射到不规则墙面上而获取视觉角度平整的画面。因此，需要首先对像素进行网格化矩阵划分区域。这个矩阵密度根据实际需要可以调整。以102*102(即此时D取102)像素为一个矩阵单元，可以获取横向a1-a10个列，纵向可获取b1-b8个行(著名b8行为半行)。

由于投影仪总的像素值是限定在1024*768，所以根据“近大远小”的视觉原理，在80个像素矩阵单元中，每个测距的距离数值，距离越远的像素矩阵面积越小，距离越近的像素矩阵面积越大。而最近距离与最远距离的平均值是不做像素改变的。所以，像素矩阵单元的修正值就等于实际距离除以[(最大距离+最小距离)再除以2]，再乘以102，就是最终的矩阵像素值。

识别单元400可以采用红外线扫描识别，通过红外线可以获取距离值，而为了实现最简便的获取矩阵的距离，所以可以设计一个红外矩阵，10个头的红外投射矩阵总的投射角度与投影仪的镜头的投射幅面一致。例如，投影的成像幅面是30度角，那么，红外矩阵的排列就以3度为一个单元进行横向排列，这样一次性可获取10组距离数值，然后纵向再度量8次，既获取80组距离的数值。

例如a1b1矩阵单元的中心点距离为d1，a2b2矩阵单元的中心点距离为d2，以此类推a80b80矩阵单元的中心点距离为d80。那么获得的80个数值就非常容易的读取到距离的最大值与最小值。那么获取平均值就是距离的最大值加最小值再除以2。中间值矩阵单元的像素不变为102*102，其他矩阵单元的像素值根据前面的公式就能获取相对应的变化。总的原则就是近大远小，距离越近的矩阵单元像素值越大，距离越远的矩阵单元像素值越小。然后通过网格平滑技术，就得到了在原有1024*768像素限定下的投影到不规则墙面获取视角所取的规则影像的目的。

实施例2

如图1所示，一个实施例中的投影仪包括，信号输入单元100、光学成像单元200、图像输出单元300、识别单元400、处理单元500和切换装置600。

信号输入单元100为多功能的连接装置，用以接收外部多媒体电器如电脑、电视、手机和各种播放器输出的图像等多媒体信息，包含USB、HDMI、Micro-USB、AV接口、RF射频输入接口、VGA接口端口和S-video等；识别单元400，用以采集被投射面的信息，得到自识别单元至所述被投射面的距离数据信息并反馈至处理单元；处理单元500，对所述被投射面的信息进行处理，当被投射面为平面时，处理单元不处理图像信息；当被投射面为非平面时，处理单元处理图像信息使得经图像输出单元投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像。

如图2所示，识别单元400包括信号发射部件401、信号接收部件402、识别信号处理集成电路板403和识别信号驱动板404，信号发射部件401包括摄像头401a和红外传感器401b,摄像头401a对投影目标去进行拍照，红外传感器401b发射特定频率的信号，信号接收部件402接收经过投影目标区反射回来的特定频率信号，摄像头401a的拍照数据和信号接收部件402接受到的红外数据经过识别信号处理集成电路板403处理成数字信号，通过识别信号驱动板404传输到处理单元500。

如图3所示，图像输出单元300为带有防尘玻璃的投射凸透镜镜头。

光学成像单元200，包括灯光驱动电路板201、成像驱动散热块201a、成像驱动散热风扇201a、金属卤化物灯202、第一反射镜203、红色分色镜204a、绿色分色镜204b、红色反射镜205a、绿色第一反射镜205b、绿色第二反射镜205c、红色液晶面板206a、蓝色液晶面板206b、绿色液晶面板206c和棱镜207。

成像驱动散热块201a和成像驱动散热风扇201a对灯光驱动电路板201和金属卤化物灯202产生的热量进行散热处理，以保证其工作的正常运行,灯光驱动电路板201将处理单元500输送来的多媒体数据转化为灯光信号通过金属卤化物灯202用光信号发送出来，光信号遇到与金属卤化物灯202呈45°设置的第一反射镜203，第一反射镜203将光信号由横向转为纵向输送，红色分色镜204a在第一反射镜203前方且与第一反射镜203垂直，所以红色分色镜204a也是与横向呈45°方向设置，光信号到达红色分色镜204a，光信号中的红色光信号穿越红色分色镜204a继续向前输送，光信号中的蓝色光信号和绿色光信号则无法穿过红色分色镜204a，且被红色分色镜204a反射由纵向向前转变为与金属卤化物灯202射向相反的横向方向输送，红色反射镜205a设在红色分色镜204a纵向前部且与其平行，红色液晶面板206a设置在红色反射镜205a横向前部竖直状，所以，红色光信号达到并被红色反射镜205a转变为横向输送，红色光信号继续输送到红色液晶面板206a上。

绿色分色镜204b设置在红色分色镜204a横向前方，且与红色分色镜204a平行，绿色第一反射镜205b设置在绿色分色镜204b横向前方，且与绿色分色镜204b平行，绿色第二反射镜205c设置在绿色第一反射镜205b纵向前方，且与绿色第一反射镜205b垂直，蓝色液晶面板206b水平状设置在绿色分色镜204b纵向前方，绿色液晶面板206c竖直状设置在绿色第二反射镜205c横向前方，红色液晶面板206a、蓝色液晶面板206b和绿色液晶面板206c围成一个“U”形，棱镜207设置在“U”形中，图像输出单元300设置在“U”形开口一面。

蓝色光信号和绿色光信号输送到绿色分色镜204b上，蓝色光信号无法穿透被反射后沿纵向向前输送到蓝色液晶面板206b上，绿色光信号穿透绿色分色镜204b，然后分别经过绿色第一反射镜205b和绿色第二反射镜205c的反射，输送至绿色液晶面板206c，红色光信号、蓝色光信号和绿色光信号通过棱镜207整合到图像输出单元300以图像的形式投射出去。

如图4和5所示，处理单元500包括主板模块501、驱动模块502、电源模块503、散热模块504和散热风扇505，电源模块503通过外部电源为投影仪提供需要的电压电源，散热模块504和散热风扇505为处理单元500散热，主板模块501和驱动模块502组成一个可以处理多媒体文件的功能部件。其能够对被投射面的信息进行处理，当被投射面为平面时，处理单元500不处理图像信息；当被投射面为非平面时，处理单元500处理图像信息使得经图像输出单元300投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像。

信号输入单元100将外部多媒体电器如电脑、电视、手机和各种播放器输出的图像等多媒体信息传输给处理单元500。

识别单元400的摄像头401a对投影目标去进行拍照，红外传感器401b发射特定频率的信号，信号接收部件402接收经过投影目标区反射回来的特定频率信号，摄像头401a的拍照数据和信号接收部件402接受到的红外数据经过识别信号处理集成电路板403处理成数字信号，通过识别信号驱动板404传输到处理单元500，处理单元500将信息进行网格化矩阵划分区域，以D²像素为一个矩阵单元，区分为N个像素矩阵单元，由于投影仪总的像素值固定的，根据“近大远小”的视觉原理，在N个像素矩阵单元中，每个测距的距离数值，距离越远的像素矩阵面积越小，距离越近的像素矩阵面积越大，最近距离与最远距离的平均值不做像素改变，像素矩阵单元的修正值就等于实际距离除以[(最大距离+最小距离)再除以2]，再乘以D，就是最终的处理矩阵像素值，经处理单元500处理后的图像数据输送给光学成像单元200。

成像驱动散热块201a和成像驱动散热风扇201a对灯光驱动电路板201和金属卤化物灯202产生的热量进行散热处理，以保证其工作的正常运行,灯光驱动电路板201将处理单元500输送来的多媒体数据转化为灯光信号通过金属卤化物灯202用光信号发送出来，光信号遇到第一反射镜203，第一反射镜203将光信号由横向转为纵向输送，光信号到达红色分色镜204a，光信号中的红色光信号穿越红色分色镜204a继续向前输送，光信号中的蓝色光信号和绿色光信号则无法穿过红色分色镜204a，且被红色分色镜204a反射由纵向向前转变为与金属卤化物灯202射向相反的横向方向输送，红色光信号达到并被红色反射镜205a转变为横向输送，红色光信号继续输送到红色液晶面板206a上。

蓝色光信号和绿色光信号输送到绿色分色镜204b上，蓝色光信号无法穿透被反射后沿纵向向前输送到蓝色液晶面板206b上，绿色光信号穿透绿色分色镜204b，然后分别经过绿色第一反射镜205b和绿色第二反射镜205c的反射，输送至绿色液晶面板206c，红色光信号、蓝色光信号和绿色光信号通过棱镜207整合到图像输出单元300以图像的形式投射出去，即使得投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像。

具体的，在这一实施方式中，投影仪常规投影像素为1024*768，根据需要解决的技术问题，即把视频映射到不规则墙面上而获取视觉角度平整的画面。因此，需要首先对像素进行网格化矩阵划分区域。这个矩阵密度根据实际需要可以调整。以102*102(即此时D取102)像素为一个矩阵单元，可以获取横向a1-a10个列，纵向可获取b1-b8个行(著名b8行为半行)。

由于投影仪总的像素值是限定在1024*768，所以根据“近大远小”的视觉原理，在80个像素矩阵单元中，每个测距的距离数值，距离越远的像素矩阵面积越小，距离越近的像素矩阵面积越大。而最近距离与最远距离的平均值是不做像素改变的。所以，像素矩阵单元的修正值就等于实际距离除以[(最大距离+最小距离)再除以2]，再乘以102，就是最终的矩阵像素值。

识别单元400可以采用红外线扫描识别，通过红外线可以获取距离值，而为了实现最简便的获取矩阵的距离，所以可以设计一个红外矩阵，10个头的红外投射矩阵总的投射角度与投影仪的镜头的投射幅面一致。例如，投影的成像幅面是30度角，那么，红外矩阵的排列就以3度为一个单元进行横向排列，这样一次性可获取10组距离数值，然后纵向再度量8次，既获取80组距离的数值。

例如a1b1矩阵单元的中心点距离为d1，a2b2矩阵单元的中心点距离为d2，以此类推a80b80矩阵单元的中心点距离为d80。那么获得的80个数值就非常容易的读取到距离的最大值与最小值。那么获取平均值就是距离的最大值加最小值再除以2。中间值矩阵单元的像素不变为102*102，其他矩阵单元的像素值根据前面的公式就能获取相对应的变化。总的原则就是近大远小，距离越近的矩阵单元像素值越大，距离越远的矩阵单元像素值越小。然后通过网格平滑技术，就得到了在原有1024*768像素限定下的投影到不规则墙面获取视角所取的规则影像的目的。

如图10～14所示，切换装置600包括设置在投影仪底部601的空心圆柱体的切换上管602、活动连接在切换上管602中的切换支脚603和切换传动组件610，切换支脚603的上端外侧设置有限位凸起603a，切换上管602的空心下端内侧设置有与限位凸起603a相配合的阻挡凸起602a，由此，限位凸起603a和阻挡凸起602a的配合，对伸缩的最高位置进行了限制。切换支脚603设置在切换上管602中，且能够上下伸缩，其伸缩范围是投影仪底部601和切换上管602的底部(即阻挡凸起602a)范围内。在此实施方式中，切换装置600左右对称设置在投影仪的底部，以确保平衡。

切换传动组件610包括高位齿管620、切换齿管630、按压齿管640和高位弹簧650。高位齿管620为下部内径小于上部内径的空心圆柱体，高位齿管620下部内径较小突出的部分顶部沿圆周设置若干个尖端向上的“M”形凸起高位齿621，“M”形的高位齿621四条边中不相邻的两条竖直向上，另外两条边与竖直的两边形成的夹角为60°～80°，相邻的高位齿621之间设置有高位齿管620下部部分内表面向上延伸的上下通透的切换长槽624。

具体的，如图6、7所示，高位齿管620为区分为上部空间620a和下部空间620b的空心圆柱体，其中，上部空间620a的内径大于下部空间620b的内径，如此，内径不同的上部空间620a和下部空间620b的连接处，即形成了接触部，所述接触部沿圆周设置若干个尖端向上的“M”形凸起高位齿621，“M”形的高位齿621四条边中不相邻的两条竖直向上，为直边622，另外两条边与竖直的两边形成的夹角为60°～80°，为斜边623，下部空间620b的内表面设置有上下通透的切换长槽624，相邻的切换长槽624之间间隔至少一个“M”形的高位齿621。当然，在图5和图11所示的实施方式中，仅仅示出了间隔一个“M”形的高位齿621的状态。

如图8所示，切换齿管630为空心圆柱体，切换齿管630外表面设置有与切换长槽624相配合的导向条632，切换齿管630下端沿圆周设置若干个首尾相连“V”形凸起状的切换齿631，具体来说，一个切换齿631包括两个相邻相交的折面631a。导向条632的顶面是导向斜面634，该导向斜面634的特殊之处在于：一个导向斜面634包括或者可以说，构成了切换齿631“V”形凹槽中的一个折面631a，所以导向条632顶端是一个导向斜面634，且两个相邻的导向条632之间至少间隔一个切换齿631。

如图9所示，圆柱状的按压齿管640上设置有凸出其表面的驱动条641，驱动条641下端为“V”形尖端的驱动齿642，驱动条641突出于圆柱状的按压齿管640的上端边缘，且也与高位齿管620的切换长槽624相配合，如此，驱动条641下端的驱动齿642与切换齿管630下端的切换齿631相活动配合，此处所述的“相活动配合”，具体指的是：“V”形尖端的驱动齿642与若干个首尾相连“V”形凸起状的切换齿631相配合，且能够相对运动。这里所说的“相配合”，参见图12，并非驱动齿642的“V”形尖端恰好“落在”或者“对应”切换齿631的“V”形凸起的上部的缺口中，而是“对应”形成切换齿631的“V”形凸起的一个非最低点的折面631a上，如此，当导向条632“脱离”切换长槽624的限位继续向上运动时，驱动齿642会给予导向条632一个能够迫使其发生相对旋转运动的力。

如图12～14所示，高位齿管620固定在切换装置600的切换上管602内的投影仪底部601上，按压齿管640下端固定连接在切换支脚603内的底端，切换齿管630通过一个贯穿部件660同轴活动连接在按压齿管640内部底端，切换齿管630下端与按压齿管640上端的距离活动连接在1～2mm，且切换齿管630能绕该贯穿部件660自由转动，高位齿管620通过导向条632与切换长槽624活动配合，按压齿管640通过驱动条641与切换长槽624活动配合，切换齿管630和按压齿管640能够在高位齿管620的内部空腔中上下活动，高位弹簧650设置在切换支脚603和切换上管602之间。

如图10、12、13、14所示，按压投影仪，高位齿管620下降，当切换齿管630的切换齿631高于高位齿管620的高位齿621时，切换齿管630的导向条632整体都从切换长槽624中滑出，按压齿管640的驱动齿642的尖端挤压切换齿管630的切换齿631的一个导向斜面634，同时挤压外侧导向条632顶端的导向斜面634，切换齿管630受到导向斜面634方向的挤压力旋转一定角度，导向条632和切换长槽624在竖直方向上不在是同一位置，松开投影仪，受高位弹簧650的恢复弹力，投影仪带着高位齿管620上升，导向条632顶端顶向高位齿621的一个斜边623，最终导向条632顶端会顶到高位齿621“M”形状的中间凹槽内，高位齿管620不在上升，此时整个设备处于低位置状态。

如图11～14所示，再次按压投影仪，高位齿管620下降，当切换齿管630的切换齿631高于于高位齿管620的高位齿621时，切换齿管630的导向条632整体从高位齿621中“脱出”，按压齿管640的驱动齿642的尖端挤压切换齿管630的切换齿631的一个导向斜面634，切换齿管630受到导向斜面634方向的挤压力旋转一定角度，松开投影仪，受高位弹簧650的恢复弹力，高位齿管620上升，导向条632顶端顶向高位齿621的另一个斜边623，最终导向条632底端会滑进与该斜边623相连的切换长槽624中，高位齿管620继续上升到切换上管602的上部，此时整个设备处于高位置状态。

由此可见，本发明提供的投影仪，其使用者可以根据投影仪的设置状况很容易地变更前端摄影的角度，而，识别单元和处理单元的独特设置使得成像不再仅仅受制于平整的成像面，提高了整体的操作性。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种投影仪，包括，

信号输入单元(100)，用以接收图像信息；

光学成像单元(200)，按照所输入的图像信息对从光源射出的光进行调制而形成光学像；

图像输出单元(300)，输出上述图像信息；其特征在于：还包括，

识别单元(400)，用以采集被投射面的信息，得到自识别单元(400)至所述被投射面的距离数据信息并反馈至处理单元(500)；以及，

处理单元(500)，对所述被投射面的信息进行处理，当被投射面为平面时，所述处理单元(500)不处理图像信息；当被投射面为非平面时，所述处理单元(500)处理图像信息使得经图像输出单元(300)投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像，所述处理单元(500)包括主板模块(501)、驱动模块(502)、电源模块(503)、散热模块(504)和散热风扇(505)，电源模块(503)通过外部电源为投影仪提供需要的电压电源，散热模块(504)和散热风扇(505)为处理单元(500)散热，主板模块501和驱动模块502组成一个可以处理多媒体文件的功能部件；

所述识别单元(400)包括信号发射部件(401)和信号接收部件(402)，所述信号发射部件(401)发射特定频率的信号，信号接收部件(402)接收所述特定频率的信号，当识别方向遇到障碍物时，信号反射回来被所述信号接收部件(402)接收，并反馈到所述处理单元(500)；

所述处理单元(500)对图像信息进行网格化矩阵划分区域，以D²像素为一个矩阵单元，区分为N个像素矩阵单元，由于投影仪总的像素值固定的，根据近大远小的视觉原理，在N个像素矩阵单元中，每个测距的距离数值，距离越远的像素矩阵面积越小，距离越近的像素矩阵面积越大，最近距离与最远距离的平均值不做像素改变，像素矩阵单元的修正值就等于实际距离除以[(最大距离+最小距离)再除以2]，再乘以D，就是最终的处理矩阵像素值，经投影仪图像输出单元输出上述图像信息，即使得投射至被投射面的图像为视觉上的二维平面图像；

还包括设置在投影仪前端底部的切换装置(600)，所述切换装置(600)能够切换投影仪投影的高低位置；

所述切换装置(600)，其包括设置在投影仪下部的空心圆柱体的切换上管(602)、活动连接在切换上管(602)中的切换支脚(603)和切换传动组件(610)，所述切换支脚(603)设置在切换上管(602)中能够上下伸缩，所述切换传动组件(610)能够控制切换支脚(603)将所述投影仪稳定在不同高度的位置；

所述切换传动组件(610)包括高位齿管(620)、切换齿管(630)、按压齿管(640)和高位弹簧(650)；

所述高位齿管(620)为区分为上部空间(620a)和下部空间(620b)的空心圆柱体，其中，上部空间(620a)的内径大于下部空间(620b)的内径，如此，内径不同的上部空间(620a)和下部空间(620b)的连接处，即形成了接触部，所述接触部沿圆周设置若干个尖端向上的M形凸起高位齿(621)，M形的高位齿(621)四条边中不相邻的两条竖直向上，为直边(622)，另外两条边与竖直的两边形成的夹角为60°～80°，为斜边(623)，下部空间(620b)的内表面设置有上下通透的切换长槽(624)，相邻的切换长槽(624)之间间隔至少一个M形的高位齿(621)；

所述切换齿管(630)为空心圆柱体，切换齿管(630)外表面设置有与切换长槽(624)相配合的导向条(632)，切换齿管(630)下端沿圆周设置若干个首尾相连V形凸起状的切换齿(631)，一个切换齿(631)包括两个相邻相交的折面(631a)，导向条(632)的顶面是导向斜面(634)，且两个相邻的导向条(632)之间至少间隔一个切换齿(631)；

所述按压齿管(640)为带有凸起的驱动条(641)的圆柱体，所述驱动条(641)上端为倒V形尖端的驱动齿(642)，驱动条(641)与高位齿管(620)的切换长槽(624)相配合；

所述高位齿管(620)固定在切换装置(600)的切换上管(602)内的投影仪底部(601)上，按压齿管(640)下端固定连接在切换支脚(603)内的底端，切换齿管(630)通过一个贯穿部件(660)同轴活动连接在按压齿管(640)内部底端，切换齿管(630)下端与按压齿管(640)上端的距离活动连接在1～2mm，且切换齿管(630)能够绕该贯穿部件(660)自由转动；

所述切换齿管(630)和按压齿管(640)能够在高位齿管(620)的内孔里上下活动，高位弹簧(650)设置在切换支脚(603)和切换上管(602)之间；按压一次切换装置(600)，高位齿管(620)会卡住切换齿管(630)，投影仪处于低位置状态，再按压一次切换装置(600)，高位齿管(620)放开切换齿管(630)，受高位弹簧(650)的作用投影仪上升一端距离，装置处于高位置状态。

2.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于：所述光学成像单元(200)，包括灯光驱动电路板(201)、成像驱动散热块(201a)、成像驱动散热风扇(201b)、金属卤化物灯(202)、第一反射镜(203)、红色分色镜(204a)、绿色分色镜(204b)、红色反射镜(205a)、绿色第一反射镜(205b)、绿色第二反射镜(205c)、红色液晶面板(206a)、蓝色液晶面板(206b)、绿色液晶面板(206c)和棱镜(207)；

成像驱动散热块(201a)和成像驱动散热风扇(201b)对灯光驱动电路板(201)和金属卤化物灯(202)产生的热量进行散热处理，以保证其工作的正常运行,灯光驱动电路板(201)将处理单元(500)输送来的多媒体数据转化为灯光信号通过金属卤化物灯(202)用光信号发送出来，光信号遇到与金属卤化物灯(202)呈45°设置的第一反射镜(203)，第一反射镜(203)将光信号由横向转为纵向输送，红色分色镜(204a)在第一反射镜(203)前方且与第一反射镜(203)垂直，所以红色分色镜(204a)也是与横向呈45°方向设置，光信号到达红色分色镜(204a)，光信号中的红色光信号穿越红色分色镜(204a)继续向前输送，光信号中的蓝色光信号和绿色光信号则无法穿过红色分色镜(204a)，且被红色分色镜(204a)反射由纵向向前转变为与金属卤化物灯(202)射向相反的横向方向输送，红色反射镜(205a)设在红色分色镜(204a)纵向前部且与其平行，红色液晶面板(206a)设置在红色反射镜(205a)横向前部竖直状，所以，红色光信号达到并被红色反射镜(205a)转变为横向输送，红色光信号继续输送到红色液晶面板(206a)上。

3.如权利要求2所述的投影仪，其特征在于：所述绿色分色镜(204b)设置在红色分色镜(204a)横向前方，且与红色分色镜(204a)平行，绿色第一反射镜(205b)设置在绿色分色镜(204b)横向前方，且与绿色分色镜(204b)平行，绿色第二反射镜(205c)设置在绿色第一反射镜(205b)纵向前方，且与绿色第一反射镜(205b)垂直，蓝色液晶面板(206b)水平状设置在绿色分色镜(204b)纵向前方，绿色液晶面板(206c)竖直状设置在绿色第二反射镜(205c)横向前方，红色液晶面板(206a)、蓝色液晶面板(206b)和绿色液晶面板(206c)围成一个“U”形，棱镜(207)设置在“U”形中，图像输出单元(300)设置在“U”形开口一面；

蓝色光信号和绿色光信号输送到绿色分色镜(204b)上，蓝色光信号无法穿透被反射后沿纵向向前输送到蓝色液晶面板(206b)上，绿色光信号穿透绿色分色镜(204b)，然后分别经过绿色第一反射镜(205b)和绿色第二反射镜(205c)的反射，输送至绿色液晶面板(206c)，红色光信号、蓝色光信号和绿色光信号通过棱镜(207)整合到图像输出单元(300)以图像的形式投射出去。